Turbulencia hidrodinámica

Les dejo varias imágenes y videos de turbulencia isótropa y homogénea. Comencemos por algunas simulaciones realizadas por nuestro grupo de investigación. La siguiente imágen muestra el resultado de aumentar la resolución espacial (y el número de Reynolds) en simulaciones numéricas de un flujo turbulento con condiciones iniciales de Taylor-Green:

http://wp.df.uba.ar/mininni/wp-content/uploads/sites/7/2015/11/resolution.jpeg

Las regiones claras corresponden a tubos de vorticidad (“remolinos”). A medida que el número de Reynods aumenta, la separación entre las escalas mas grandes (la escala de inyección) y las mas chicas (la escala de disipación, correspondiente a los remolinos mas pequeños) también aumenta (es decir, los tubos de vorticidad se vuelven mas delgados).

La siguiente imágen muestra zooms sucesivos en la última simulación de la secuencia anterior. Notar que el flujo parece ser auto-semejante (aunque estrictamente no lo es):

http://wp.df.uba.ar/mininni/wp-content/uploads/sites/7/2015/11/TG2048.jpg

Ambas visualizaciones muestran solamente las regiones del flujo con vorticidad muy grande, una práctica bastante usual a la hora de visualizar simulaciones de flujos turbulentos. Otra forma de visualizar estos flujos (especialmente en el laboratorio) es usando partículas trazadoras. El siguiente video muestra el flujo turbulento en un cilindro, entre dos propulsores que giran en sentido contrario:

Sin embargo, la mayoría de las personas al escuchar “turbulencia” visualizan lo siguiente:

Lo cual es correcto, porque esta es (entre otras) una de las consecuencias palpables de la turbulencia de pequeña escala en la atmósfera. Otra (bastante mas benévola) es el centelleo de las estrellas:

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